Néhány mágneses fém eltér egymástól
A mágnesek olyan anyagok, amelyek mágneses mezőket termelnek, amelyek bizonyos fémeket vonzanak. Minden mágnes északi és déli pólusú. A pólusok ellenében vonzódnak, míg a pólusok taszítják.
Míg a legtöbb mágnes fémekből és fémötvözetekből készül, a tudósok olyan módszereket dolgoztak ki, amelyek mágneseket hoznak létre kompozit anyagokból, például mágneses polimerekből.
Mi hozza létre a mágnesességet?
A fémek mágnesességét az egyes fémelemek atomjaiban lévő elektronok egyenetlen eloszlása okozza.
Az egyenetlen eloszlás által okozott szabálytalan forgás és mozgás a töltést az atom belsejébe mozdítja előre és hátra, mágneses dipólokat hozva létre.
Amikor a mágneses dipólusok igazodnak, létrehoznak egy mágneses tartományt, egy lokalizált mágneses területet, amely északi és déli pólusú.
A nem mágnesezett anyagokban a mágneses tartományok különböző irányokban szembesülnek, és egymást kiküszöbölik. Mágneses anyagokban a domének többsége ugyanabba az irányba mutat, ami mágneses mezőt hoz létre. Minél több tartomány kapcsolódik össze, annál erősebb a mágneses erő.
Típusú mágnesek
- Állandó mágnesek (más néven kemény mágnesek) azok, amelyek folyamatosan mágneses mezőt termelnek. Ezt a mágneses mezőt a ferromágnesesség okozza, és a mágnesesség legerősebb formája.
- Az ideiglenes mágnesek (más néven puha mágnesek) csak mágneses mágnes jelenlétében mágnesesek.
- Az elektromágnesek elektromos áramot igényelnek a tekercsvezetékeken keresztül, hogy mágneses mezőt alkossanak.
A mágnesek fejlesztése
A görög, indiai és kínai írók több mint 2000 éve dokumentálták a mágnesesség alapismeretét. Ennek a megértésnek többségét a hekurzkának (a természetben előforduló mágneses ásványi nyersanyagnak) a vasra gyakorolt hatásának figyelembevételével határozták meg.
A mágnesesség korai kutatását már a 16. században végezték, azonban a modern nagy szilárdságú mágnesek fejlődése a 20. századig nem történt meg.
1940 előtt az állandó mágneseket csak alapalkalmazásokban használták, mint például az elektromágneseket és elektromos generátorokat. Az alumínium-nikkel-kobalt (Alnico) mágnesek kifejlesztése lehetővé tette az állandó mágnesek motorok, generátorok és hangszórók elektromágnesek cseréjét.
A szamárium-kobalt (SmCo) mágnesek létrehozása az 1970-es években kétszer annyi mágneses energiasűrűséggel rendelkezett, mint bármely korábban rendelkezésre álló mágnes.
A nyolcvanas évek elején a ritkaföldfémek mágneses tulajdonságainak további kutatása a neodímium-vas-bór (NdFeB) mágnesek felfedezéséhez vezetett, ami a mágneses energia megduplázódását eredményezte SmCo mágnesekkel szemben.
A ritka földmágneseket mindennap használják a karórák és az iPads, a hibrid járműmotorok és a szélturbina generátorok.
Mágnesesség és hőmérséklet
A fémek és egyéb anyagok eltérő mágneses fázisok, attól függően, hogy a környezetük milyen hőmérsékletű. Ennek eredményeképpen a fém többféle mágnesességet mutathat.
A vas, például, elveszíti a mágnesességét, paramágnesesnek tűnik, 780 ° C felett hevítve. Az a hőmérséklet, amelynél a fém elveszíti a mágneses erőt, Curie hőmérsékletének nevezik.
Vas, kobalt és nikkel az egyetlen olyan elem, amely - fémes formában - a Curie hőmérséklete meghaladja a szobahőmérsékletet.
Mint ilyen, az összes mágneses anyagnak tartalmaznia kell ezen elemek egyikét.
Közös Ferromágneses Fémek és Curie Hőmérsékletük
| Anyag | Curie hőmérséklet |
| Vas (Fe) | 1418 ° F (770 ° C) |
| Kobalt (Co) | 2066 ° F (1130 ° C) |
| Nikkel (Ni) | 356 ° C (358 ° C) |
| Gadolínium | 66 ° F (19 ° C) |
| Dysprosium | -301,27 ° C (-185,15 ° C) |